中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門(mén)戶網(wǎng)訊 習(xí)近平總書(shū)記高度重視人工智能在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展，指出“瞄準(zhǔn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化主攻方向，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、經(jīng)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)化水平，幫助廣大農(nóng)民增加收入”。我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)分散經(jīng)營(yíng)不利于機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化和新技術(shù)推廣，當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率僅為非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的1/4左右。規(guī)?；霓r(nóng)場(chǎng)有利于新技術(shù)的集成、應(yīng)用和推廣。人口老齡化、城鎮(zhèn)化導(dǎo)致農(nóng)村“空心化”現(xiàn)象加劇，推動(dòng)土地規(guī)模化經(jīng)營(yíng)是必然趨勢(shì)。隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)已成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的核心內(nèi)容，也是建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。因此，探索規(guī)?；r(nóng)場(chǎng)的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑和模式，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)建設(shè)的意義重大。

為貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院決策部署，2024年10月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關(guān)于大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確到2030年智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展取得重要進(jìn)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化率達(dá)到35%左右。隨后，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《全國(guó)智慧農(nóng)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃（2024—2028年）》，明確了公共服務(wù)能力提升、重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用拓展、示范帶動(dòng)等智慧農(nóng)業(yè)的三大行動(dòng)共8項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。其中，在實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)示范帶動(dòng)行動(dòng)中，提出了探索智慧農(nóng)業(yè)未來(lái)方向，并支持中國(guó)科學(xué)院持續(xù)探索總結(jié)“伏羲農(nóng)場(chǎng)”模式。當(dāng)前，我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展還處于起步階段，明確“伏羲農(nóng)場(chǎng)”建設(shè)的目標(biāo)、內(nèi)容及核心科技支撐，并明晰如何借助政策保障來(lái)推進(jìn)其建設(shè)，既是落實(shí)全國(guó)智慧農(nóng)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃的關(guān)鍵內(nèi)容，也是未來(lái)加快推廣“伏羲農(nóng)場(chǎng)”的重要基礎(chǔ)。

國(guó)內(nèi)外智慧農(nóng)場(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)50年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起，發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始探索計(jì)算機(jī)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的融合；80年代，美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛開(kāi)始農(nóng)業(yè)信息化的建設(shè)并提出精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)（precision agriculture）的概念。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)主要指通過(guò)地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、機(jī)械自動(dòng)化和遙感技術(shù)來(lái)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和精準(zhǔn)度，其加大了單個(gè)農(nóng)場(chǎng)的規(guī)模。當(dāng)前，通過(guò)利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了智能化時(shí)代。智能機(jī)器人和智能無(wú)人機(jī)進(jìn)行全過(guò)程田間巡檢獲取數(shù)據(jù)，人工智能模型根據(jù)大數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)判斷并提供作業(yè)決策，智能裝備根據(jù)模型決策自主作業(yè)，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加高效、更加精準(zhǔn)、進(jìn)一步無(wú)人化和生態(tài)可持續(xù)。

美國(guó)農(nóng)場(chǎng)智能化現(xiàn)狀和案例

以美國(guó)為代表的智慧農(nóng)業(yè)的大數(shù)據(jù)積累和算法模型發(fā)展處于世界領(lǐng)先地位，最具代表性的系統(tǒng)是約翰迪爾（John Deere）公司推出的“綠色之星”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，以及孟山都公司的Climate FieldView平臺(tái)。以“綠色之星”為例，約翰迪爾公司的農(nóng)機(jī)上搭載全自動(dòng)采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)的傳感器超過(guò)300個(gè)，并依靠其推廣覆蓋全球100多個(gè)國(guó)家的農(nóng)機(jī)裝備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以支撐算法模型的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“單株”級(jí)別的種植管理。美國(guó)的金伯利家庭農(nóng)場(chǎng)，通過(guò)與約翰迪爾公司合作，在高水平自動(dòng)化機(jī)械進(jìn)行作物生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用約翰迪爾公司提供的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)，對(duì)農(nóng)田土壤、氣象數(shù)據(jù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)不同的農(nóng)田狀況和作物需求，合理調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施，制定個(gè)性化的施肥、灌溉、植保等措施，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量。不僅如此，該智能系統(tǒng)還可根據(jù)每一個(gè)農(nóng)場(chǎng)的土壤氣候特征，設(shè)計(jì)不同年際間的保護(hù)性耕作措施，配合全程智能機(jī)械化作業(yè)，大幅降低了人力投入，實(shí)現(xiàn)4個(gè)全職人員管理3萬(wàn)畝耕地，并確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。

日本農(nóng)場(chǎng)智能化現(xiàn)狀和案例

日本耕地面積稀少且分散，農(nóng)業(yè)面臨的勞動(dòng)力短缺問(wèn)題逐年加劇，因此其主要推廣小型機(jī)械，機(jī)械化程度高度發(fā)達(dá)，農(nóng)機(jī)種類(lèi)多樣且購(gòu)置成本低。久保田是日本首批開(kāi)始對(duì)智慧農(nóng)業(yè)進(jìn)行全面研究的農(nóng)業(yè)裝備制造商。久保田開(kāi)發(fā)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)KSAS是基于云的農(nóng)業(yè)管理支持服務(wù)系統(tǒng)。它將久保田拖拉機(jī)、水稻插秧機(jī)和收割機(jī)與信息和通信技術(shù)（ICT）集成在一起，利用機(jī)器人技術(shù)和信息技術(shù)節(jié)省大量勞動(dòng)力并提高生產(chǎn)質(zhì)量。該系統(tǒng)利用智能手機(jī)、電腦（PC）和其他設(shè)備，通過(guò)從支持KSAS的機(jī)器收集數(shù)據(jù)。KSAS圖層化的農(nóng)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以地圖和大量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)各種農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分層排列，包括土壤數(shù)據(jù)、作物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)、肥料和農(nóng)藥施用數(shù)據(jù)、水分管理數(shù)據(jù)、作業(yè)軌跡數(shù)據(jù)、產(chǎn)量和品質(zhì)數(shù)據(jù)等，并將其與氣象信息等聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)分析和利用積累的大數(shù)據(jù)，指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)變量施肥和化學(xué)噴施。

我國(guó)智慧農(nóng)場(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)擁有各級(jí)農(nóng)墾集團(tuán)93個(gè)，國(guó)有農(nóng)墾農(nóng)場(chǎng)近1800個(gè)，家庭農(nóng)場(chǎng)近400萬(wàn)個(gè)，這些規(guī)?；r(nóng)場(chǎng)為我國(guó)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)提供了載體基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代，我國(guó)開(kāi)發(fā)了農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將專家知識(shí)系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)啟了我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的有益探索。近年來(lái)，部分企業(yè)也紛紛進(jìn)入智慧農(nóng)業(yè)賽道。目前，部分小規(guī)模的實(shí)踐已取得顯著成效，如通過(guò)人工智能（AI）小麥?zhǔn)斋@機(jī)和AI水稻收獲機(jī)進(jìn)行智能化管理實(shí)現(xiàn)降本增效，這些產(chǎn)品具備智能感知與自動(dòng)調(diào)整功能，能夠根據(jù)作物特征自動(dòng)控制割臺(tái)、滾筒轉(zhuǎn)速和整車(chē)作業(yè)速度，顯著降低收割作業(yè)的含雜率、破碎率和損失率；通過(guò)開(kāi)發(fā)農(nóng)業(yè)數(shù)字化平臺(tái)，并結(jié)合傳感器設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可為農(nóng)戶提供蔬菜、水果等作物種植全過(guò)程的數(shù)字化和智能化管理；部分互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開(kāi)展探索人工智能在植物工廠智能化管理中的創(chuàng)新應(yīng)用價(jià)值。

相比于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家從20世紀(jì)50年代就開(kāi)始部署，我國(guó)智能農(nóng)業(yè)相關(guān)的研究起步較晚，但卻是國(guó)際上應(yīng)用最早的國(guó)家之一。然而，在后期農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和信息化時(shí)代發(fā)展中，逐步落后于歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家。目前，我國(guó)的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展整體上依舊處于初級(jí)階段。我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)存在的問(wèn)題可總結(jié)為“四多四少”，即“盆景多、風(fēng)景少”“基礎(chǔ)研究多、應(yīng)用實(shí)踐少”“小面積示范多、大面積推廣少”“點(diǎn)上技術(shù)多，系統(tǒng)集成少”。導(dǎo)致這種現(xiàn)狀的原因，一方面是由于我國(guó)地形、氣候十分復(fù)雜，造成農(nóng)業(yè)類(lèi)型多樣，難以擁有普適性的推廣技術(shù)和模式；另一方面是因?yàn)槲覈?guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)研究及其產(chǎn)品多分散于不同的科研團(tuán)隊(duì)和企業(yè)，難以有效進(jìn)行遴選集成并應(yīng)用推廣；同時(shí)，我國(guó)高端農(nóng)機(jī)裝備和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策的主要模型算法大多來(lái)自國(guó)外，數(shù)據(jù)安全難以保障、數(shù)字產(chǎn)品權(quán)限的完整性和產(chǎn)品使用的長(zhǎng)效性受到嚴(yán)重限制。

因此，加快國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)科技的研發(fā)，同時(shí)以智慧農(nóng)場(chǎng)的形式，集成并在實(shí)踐中篩選相關(guān)的產(chǎn)品，探索國(guó)內(nèi)自主的智慧農(nóng)業(yè)科技體系和推廣模式，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)建設(shè)的必由之路。

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”技術(shù)集成創(chuàng)新體系的構(gòu)建

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”的探索，旨在解決我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中的“四多四少”問(wèn)題，構(gòu)建自主可控的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系，有機(jī)融合農(nóng)業(yè)種植“水肥土種密保管工”全鏈條數(shù)據(jù)要素，建立可推廣、可復(fù)制的標(biāo)準(zhǔn)化場(chǎng)景，為“智能時(shí)代”的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供系統(tǒng)性解決方案，穩(wěn)定保障我國(guó)糧食安全。

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”的命名源起

伏羲是華夏民族人文先始、三皇之一，是中國(guó)最早有文獻(xiàn)記載的創(chuàng)世神。伏羲根據(jù)天地萬(wàn)物的變化，發(fā)明創(chuàng)造了占卜八卦。這與17世紀(jì)德國(guó)科學(xué)家萊布尼茲發(fā)明的“二進(jìn)制”具有同樣的哲學(xué)基礎(chǔ)。

農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育受晝夜更替、四季變化的調(diào)節(jié)，古人正是通過(guò)八卦中蘊(yùn)含的“陰陽(yáng)協(xié)調(diào)”“春種夏忙、秋收冬藏”“天人合一”等哲學(xué)思想和占卜預(yù)測(cè)氣候的變化，來(lái)指導(dǎo)人們進(jìn)行農(nóng)業(yè)勞作的過(guò)程。用“伏羲”命名，傳達(dá)了傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代科學(xué)融合的理念。對(duì)于農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)，即傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代信息、人工智能的融合。這種理念倡導(dǎo)人與自然和諧相處，通過(guò)預(yù)測(cè)、順應(yīng)并利用自然規(guī)律，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)高效發(fā)展。

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”的建設(shè)目標(biāo)

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”技術(shù)集成創(chuàng)新體系將探索我國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智慧與現(xiàn)代科技創(chuàng)新深度融合的模式。“伏羲農(nóng)場(chǎng)”以智能技術(shù)為主要手段，通過(guò)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程的數(shù)據(jù)采集，并利用人工智能算法和模型在信息空間建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“孿生系統(tǒng)”，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程搬到信息空間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，以數(shù)據(jù)分析為依托，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程的智能化決策。再結(jié)合第3代智能農(nóng)機(jī)裝備實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)變量的作業(yè)執(zhí)行，最終實(shí)現(xiàn)智能、綠色、節(jié)本、增產(chǎn)、提質(zhì)、增效的六大目標(biāo)（表1），從而解決未來(lái)“誰(shuí)來(lái)種地、怎么種好地”的問(wèn)題。

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”構(gòu)建的主要內(nèi)容

通過(guò)“伏羲農(nóng)場(chǎng)”構(gòu)建（圖1），突破我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)自主可控全鏈條技術(shù)、數(shù)據(jù)、算法模型的核心壁壘。農(nóng)業(yè)管理的低效性體現(xiàn)在時(shí)間的滯后性和空間的不均一性，從而導(dǎo)致水肥藥管理的效果差、農(nóng)資勞工消耗大。以“OODA”為指導(dǎo)原則的閉環(huán)管理策略，可以在農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)農(nóng)田管理的需求，并在空間上精準(zhǔn)控制作業(yè)范圍，從而提高農(nóng)作物動(dòng)態(tài)管理的效率和智能化水平。為此，“伏羲農(nóng)場(chǎng)”首先要通過(guò)農(nóng)業(yè)傳感技術(shù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、高通量、多維度、精準(zhǔn)采集涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程的“水、土、氣、生”信息，建立數(shù)據(jù)底座；然后，構(gòu)建支撐“伏羲農(nóng)場(chǎng)”運(yùn)行的算力中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)快速處理；依托“伏羲農(nóng)場(chǎng)”數(shù)據(jù)底座，構(gòu)建并集成多種農(nóng)業(yè)算法模型，自主生成包含種植前、種植中、種植后全過(guò)程的作業(yè)決策處方圖，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將決策指令下發(fā)到“伏羲農(nóng)場(chǎng)”生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)；隨后，依托第3代智能農(nóng)機(jī)技術(shù)體系，應(yīng)用無(wú)人化新能源智能農(nóng)機(jī)裝備，集成無(wú)人駕駛、路徑規(guī)劃、自動(dòng)避障、作業(yè)質(zhì)量監(jiān)控等功能，完成精準(zhǔn)變量作業(yè)。最終實(shí)現(xiàn)“農(nóng)業(yè)九步法”的智能化落地，全面打造高質(zhì)量（表1）的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)模式。

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”智慧農(nóng)業(yè)體系致力于打造我國(guó)農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力。要規(guī)劃3—5年后，如何讓年輕人愿意積極從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，并培訓(xùn)年輕人的技能，向“5個(gè)人管理5萬(wàn)畝”“一個(gè)平臺(tái)管理5億畝”“不下地也能種好地”的目標(biāo)邁進(jìn)。尤其是引入AI、高端農(nóng)機(jī)、生物技術(shù)等新技術(shù)，構(gòu)成了新的勞動(dòng)資料，為新型職業(yè)農(nóng)人進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供幫助。

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”智慧農(nóng)業(yè)體系需要?jiǎng)?chuàng)建新型生產(chǎn)關(guān)系。通過(guò)聯(lián)合政府資金平臺(tái)、工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、地方主管部門(mén)、農(nóng)村合作社、個(gè)人的多要素投資合作，約定新型運(yùn)營(yíng)模式；通過(guò)科學(xué)技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)升級(jí)、產(chǎn)業(yè)效益共享的機(jī)制，建立新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興目標(biāo)。

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”的基礎(chǔ)建設(shè)要求

通過(guò)建立“伏羲農(nóng)場(chǎng)”農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，打造全流程可控的實(shí)體基地，系統(tǒng)應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的不確定性。針對(duì)不同地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特征，既需要結(jié)合西方高效的中小型農(nóng)場(chǎng)模式和我國(guó)現(xiàn)有農(nóng)墾生產(chǎn)連隊(duì)模式的優(yōu)勢(shì)，也需要根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的特征，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)模式和生產(chǎn)方式進(jìn)行多維度有序升級(jí)。因此，在“伏羲農(nóng)場(chǎng)”構(gòu)建中，理想的基礎(chǔ)建設(shè)要求為：在萬(wàn)畝級(jí)連片耕地周?chē)ⅰ叭覂蓮d、三庫(kù)一塔”的基礎(chǔ)功能模塊，即“測(cè)土實(shí)驗(yàn)室、育種實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室、科技廳、指揮中心廳，農(nóng)機(jī)庫(kù)、農(nóng)資庫(kù)、糧庫(kù)、烘干塔”，形成適應(yīng)不同地域的“良種測(cè)試篩選—土壤信息監(jiān)測(cè)—裝備統(tǒng)一調(diào)度—數(shù)據(jù)迅速融合—決策即時(shí)執(zhí)行”一體化的智慧農(nóng)業(yè)單一節(jié)點(diǎn)。

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”的應(yīng)用實(shí)踐

近幾年，中國(guó)科學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)與呼倫貝爾農(nóng)墾集團(tuán)以“伏羲農(nóng)場(chǎng)”的思路和理念，開(kāi)展了一系列農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與實(shí)踐驗(yàn)證合作。目前，利用第3代智能農(nóng)業(yè)機(jī)械，在黑土地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中開(kāi)展無(wú)人化作業(yè)的面積累計(jì)達(dá)到1.82萬(wàn)畝，實(shí)現(xiàn)了少人化作業(yè)和降本節(jié)能。并針對(duì)玉米、大豆主產(chǎn)區(qū)，研發(fā)了基于人工智能大模型的“伏羲大腦”農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了22個(gè)環(huán)節(jié)的種植輔助決策的生成，初步形成“數(shù)字決策+智能農(nóng)機(jī)”場(chǎng)景的構(gòu)建。根據(jù)智能模型決策方案，在200畝示范田中，利用基于AI的水肥一體滴灌技術(shù)，比農(nóng)場(chǎng)原有雨養(yǎng)管理模式下增產(chǎn)24%左右，相比于農(nóng)場(chǎng)的噴灌管理模式，在節(jié)水36.7%的情況下增產(chǎn)2.2%。

目前，“伏羲農(nóng)場(chǎng)”正在我國(guó)南方地區(qū)進(jìn)行實(shí)踐和推廣，以探索不同生態(tài)區(qū)多樣化的構(gòu)建和管理模式（圖2）。相比于北方，南方丘陵山地多、地塊小，復(fù)雜地貌作業(yè)對(duì)靈活度更高的小型智能農(nóng)機(jī)需求偏多，特異場(chǎng)景的模型算法需求更加多樣；并且南方無(wú)霜期長(zhǎng)、復(fù)種指數(shù)高、水旱輪作現(xiàn)象比較常見(jiàn)，經(jīng)濟(jì)作物類(lèi)型和種植制度也更加豐富。因此，同一個(gè)農(nóng)場(chǎng)對(duì)決策系統(tǒng)和農(nóng)機(jī)需求的多樣性、靈活度要求更高。

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”的發(fā)展思考

打造中國(guó)特色的智慧農(nóng)場(chǎng)

構(gòu)建智慧農(nóng)場(chǎng)是全球的趨勢(shì)。美國(guó)、日本、歐盟等農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)同樣走在探索的前沿，但都是基于原有自動(dòng)化裝備、信息化控制和少數(shù)場(chǎng)景的決策系統(tǒng)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的升級(jí)，目前還沒(méi)有一個(gè)可直接在我國(guó)全面推廣應(yīng)用的、成熟的智慧農(nóng)場(chǎng)模式。例如，美國(guó)約翰迪爾公司和日本久保田公司均依賴自動(dòng)化裝備，在自動(dòng)化作業(yè)方面已達(dá)到較高的智能化水平，但是目前其作業(yè)環(huán)境相對(duì)單一，在我國(guó)多樣化地形和耕作模式條件下（如水旱輪作、間作套作等），這些系統(tǒng)無(wú)法滿足中國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求；德國(guó)拜耳公司在農(nóng)業(yè)數(shù)字化方面的發(fā)展迅速，但在智能裝備領(lǐng)域尚無(wú)相關(guān)產(chǎn)品，這導(dǎo)致其未能打通數(shù)據(jù)平臺(tái)與智能裝備之間的有效銜接。另外，因?yàn)槲覈?guó)面臨著國(guó)際農(nóng)業(yè)貿(mào)易不確定性大、智慧農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)限制等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，所以我國(guó)既不可能照搬國(guó)外的智慧農(nóng)場(chǎng)的模式，也不能重走一遍國(guó)外智慧農(nóng)場(chǎng)的發(fā)展歷程，因而必須加快建立一套中國(guó)特色的高水平智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，以保障國(guó)家糧食安全，實(shí)現(xiàn)高水平農(nóng)業(yè)科技自立自強(qiáng)。當(dāng)前，歐美日等農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品，對(duì)我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展依舊具有很重要的借鑒意義。

我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)文明歷經(jīng)數(shù)千年的發(fā)展，積淀了極為豐富的農(nóng)業(yè)智慧，并自成體系，如“天地人合一”的整體協(xié)調(diào)平衡觀、“二十四節(jié)氣”對(duì)自然規(guī)律的精準(zhǔn)總結(jié)、因時(shí)因地制宜的生態(tài)多樣性發(fā)展觀、精耕細(xì)作的可持續(xù)發(fā)展觀等。這為現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了極具價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)借鑒與理論啟迪。中國(guó)特色的智慧農(nóng)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)在傳承這些智慧結(jié)晶的基礎(chǔ)上，利用新的技術(shù)和新的信息進(jìn)行升華，構(gòu)建現(xiàn)代化的中國(guó)智慧農(nóng)業(yè)理論體系。并通過(guò)“一帶一路”倡議輻射發(fā)展中國(guó)家，借此契機(jī)為緩解全球糧食危機(jī)、構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。

探索發(fā)展農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力

習(xí)近平總書(shū)記指出：“發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求和重要著力點(diǎn)。”“伏羲農(nóng)場(chǎng)”智慧農(nóng)業(yè)體系涵蓋了“勞動(dòng)者—?jiǎng)趧?dòng)對(duì)象—?jiǎng)趧?dòng)工具”這3個(gè)關(guān)鍵要素，致力于打造我國(guó)農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力，為糧食安全和鄉(xiāng)村振興建設(shè)注入新生命力。培養(yǎng)一批面向未來(lái)需求的新農(nóng)人，讓新農(nóng)人同時(shí)具備傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的知識(shí)及技術(shù)；應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，構(gòu)建智慧農(nóng)業(yè)平臺(tái)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系進(jìn)行全要素的數(shù)字化處理和分析，為新農(nóng)人進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供條件；引入高端農(nóng)機(jī)、智能灌溉設(shè)備、無(wú)人機(jī)等現(xiàn)代化工具，實(shí)現(xiàn)全程智能作業(yè)。

未來(lái)的“伏羲農(nóng)場(chǎng)”發(fā)展，要向?qū)η嗄瓴趴‘a(chǎn)生極具吸引力的目標(biāo)邁進(jìn)，要讓年輕人愿意，乃至競(jìng)相從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。最終目標(biāo)要達(dá)到：建立1萬(wàn)個(gè)人才組成的專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)全鏈條帶動(dòng)新農(nóng)人就業(yè)10萬(wàn)人以上；通過(guò)“藏糧于技”實(shí)現(xiàn)降本增效，達(dá)到畝均增產(chǎn)50千克、畝均增收200元，推動(dòng)全國(guó)糧食增產(chǎn)250億千克、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利潤(rùn)增加1 000億元。習(xí)近平總書(shū)記進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)：“發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，必須進(jìn)一步全面深化改革，形成與之相適應(yīng)的新型生產(chǎn)關(guān)系”。因此，“伏羲農(nóng)場(chǎng)”同時(shí)也要探索新質(zhì)生產(chǎn)關(guān)系，讓農(nóng)民共享科技成果所帶來(lái)的紅利；促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)下沉，帶動(dòng)就業(yè)，促使農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量發(fā)展，實(shí)現(xiàn)共同富裕，推動(dòng)鄉(xiāng)村振興。

打造信息空間的大糧食安全穩(wěn)定器

“伏羲農(nóng)場(chǎng)”終極愿景是通過(guò)規(guī)?；霓r(nóng)場(chǎng)構(gòu)建和應(yīng)用，形成一個(gè)覆蓋并運(yùn)營(yíng)5萬(wàn)畝規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格，成熟后將整套模式在全國(guó)不同生態(tài)區(qū)主要的產(chǎn)糧大縣布局，與我國(guó)的家庭或者集體農(nóng)場(chǎng)融合，輻射并助力1萬(wàn)個(gè)多樣化特征的智慧農(nóng)場(chǎng)集群。建立與我國(guó)農(nóng)村人口結(jié)構(gòu)特征及其發(fā)展規(guī)律相適應(yīng)的新型生產(chǎn)關(guān)系；最終形成“分可獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，聚可集群協(xié)作”的“伏羲農(nóng)場(chǎng)”智慧農(nóng)業(yè)體系，改變耕地離散粗放式經(jīng)營(yíng)的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)全國(guó)5億畝耕地“一盤(pán)棋”高效運(yùn)營(yíng)的中國(guó)特色智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。在科學(xué)技術(shù)的助力下建立“節(jié)本、增產(chǎn)、提質(zhì)、增效、綠色、智能”的智慧農(nóng)場(chǎng)創(chuàng)新體系。

核心思路是通過(guò)“以空間換時(shí)間”的策略，快速積累與國(guó)際智能農(nóng)業(yè)大平臺(tái)媲美的海量高質(zhì)量數(shù)據(jù)，以加快構(gòu)筑智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)壁壘的步伐；迭代原有固定規(guī)則的農(nóng)業(yè)模型，建立具有開(kāi)放式迭代功能的農(nóng)業(yè)人工智能算法模型平臺(tái)；集成自主的智能農(nóng)業(yè)裝備，實(shí)現(xiàn)5億畝耕地的率先智能化，在信息空間打造我國(guó)糧食安全的穩(wěn)定器。

未來(lái)發(fā)展“伏羲農(nóng)場(chǎng)”的建議

將“伏羲農(nóng)場(chǎng)”與高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)協(xié)同推動(dòng)。建議在我國(guó)新一輪高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中，在部分典型生態(tài)區(qū)開(kāi)展試點(diǎn)，協(xié)同推動(dòng)“伏羲農(nóng)場(chǎng)”與高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，并進(jìn)一步加強(qiáng)試點(diǎn)區(qū)域智慧農(nóng)場(chǎng)所需的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將“伏羲農(nóng)場(chǎng)”放在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的一線進(jìn)行考驗(yàn)和優(yōu)化。

將“伏羲農(nóng)場(chǎng)”與地方職業(yè)教育結(jié)合。建議我國(guó)將推動(dòng)地方職業(yè)教育機(jī)構(gòu)發(fā)展與“伏羲農(nóng)場(chǎng)”建設(shè)協(xié)同推進(jìn)。根據(jù)我國(guó)未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，構(gòu)建人才就地培養(yǎng)和技術(shù)創(chuàng)新就地探索的新機(jī)制，培養(yǎng)一批交叉型人才隊(duì)伍，為當(dāng)?shù)貎?chǔ)備人才和技術(shù)，培育產(chǎn)業(yè)。

突破“伏羲農(nóng)場(chǎng)”智慧農(nóng)業(yè)體系的核心科技壁壘。建議協(xié)同中國(guó)科學(xué)院、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、教育部和國(guó)家數(shù)據(jù)局的資源和力量，加快突破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式中低效、低性價(jià)比、低質(zhì)量的技術(shù)障礙，建立高質(zhì)量的數(shù)據(jù)平臺(tái)、算法平臺(tái)和算力平臺(tái)，并建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

（作者：張玉成、高樹(shù)琴、鄭聰聰、趙洪龍，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所；張曉博、張景堯，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)；文亞，中國(guó)科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展研究局；李祿軍，中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所；王卓，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所；李鐵，中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所；編審：楊柳春；《中國(guó)科學(xué)院院刊》供稿。）